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Wireless charging of electric kickboard

  • 윤호진
  • 국립인천대학교
  • 작품구분일반형
  • 공개여부공개
  • 카테고리전기
  • 등록일2021-09-13
  • 팀원(공동개발자)윤호진, 안원섭, 이주형, 정진솔
  • 출품 경진대회2021. 공과대학 EATED 프로그램 연구성과 중간발표 행사

상세설명

1. 수행배경

1) 2~3년전부터 E-Mobility​의 상용화가 진행되었고 그 사용자의 수가 가파른 속도로 증가하는 추세를 보며 관심을 가지게 되었다.

2) 사용자의 수가 증가하면서 E-Mobility의 기술적인 문제들이 대두 되었고 이러한 문제점들에 대해 관심을 가지기 시작

3) 지속적으로 개발되고 있는 무선 충전 방식을 E-Mobility​에 적용하면 편의성 증가 및 배터리 용량을 절감할 수 있을 것으로 예상

2. 수행기간

●​ 5월: 무선충전에 대한 주제 설정 및 모빌리티의 유선충전 사례와 무선충전사례 자료조사

● 6월: 모빌리티의 유, 무선 충전사례를 토대로 직접 구성할 수 있는 모빌리티를 선정하고 자료조사

● 7월: 구성하고자 하는 전동 킥보드 선정 및 전동 킥보드의 무선 충전기를 구성하는 회로들을 시뮬레이션을 통해 제작

● ​8월: 교수님과의 주마다 줌 미팅을 통해 피드백 및 회로에 대한 조언 및 교육을 받으며 시뮬레이션 제작 및 연구진행

● ​9월: 시뮬레이션을 바탕으로 실제 구성을 위한 소자 및 ic소자를 선정하고 이때 소자의 정격이나 소자의 사양에 대해서 자세하게 조사


3. 개발작품 설명


  • 무선 충전의 구성 원리
220V인 가정용 AC전압을 송신패드의 AC-DC Buck Converter를 통해 DC전압으로 변환하고 DC-AC Inverter를 통해 AC로 만든 전압을 코일에서 전자기 유도 현상(PWM)을 이용하여 2차측인 수신패드의 코일로 보내 AC-DC Rectifier를 통해 정류하고 마지막으로 모빌리티를 충전할 수 있는 전압이 될 수 있도록 DC-DC Buck Converter를 통해 감압을 진행한다.

  • 무선 충전 E-Mobility의 장점
1. 에너지 공급 장소의 제약 없이 모빌리티 충전이 가능하다.

2. 비 접촉 방식을 통한 장치 및 부속품 밀폐가 가능하여, 습기와 산소의 노출을 방지하여 부식을 막는다. 

3. 주기적인 충전이 가능하여 언제든지 모빌리티를 충전하여 고용량 배터리 사용을 줄일 수 있다. 

4. 비 접촉 방식을 통해 감전 사고와 같은 문제를 방지하여 안정성이 증가한다.

4. 활용방안


1. 킥보드에 무선충전 시스템이 적용된 기술을 바탕으로 전기자동차, 드론 뿐만 아니라 현재 상용화를 준비하고 있는 다양한 E-mobility에도 적용할 수 있다.

2. 배터리 관리를 위한 효율적 측면의 모니터링을 통한 배터리의 수명을 최대화할 수 있다. 

3. 더 나아가 도로 내부에 전기선을 매설해 자기장을 발생 시켜 모빌리티를 주행 중 무선 충전 하는 기술로 확대하면 충전소를 자주 방문해야 하는 유선 충전이 가진 불편함을 해소하고 모빌리티의 배터리 용량을 줄여 E-mobility의 대중화를 촉진할 수 있다.

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